Dentro de muchas bacterias diferentes, se pueden encontrar pequeños trozos circulares de ADN en el citoplasma. Estos círculos de ADN se conocen como plásmidos y están separados del ADN cromosómico o ADN que lleva los genes de las células bacterianas. Varias copias de los plásmidos suelen estar presentes en cualquier momento en la célula bacteriana. Los plásmidos juegan un papel muy importante en la ingeniería genética, particularmente en la clonación de genes.
Cuando se clonan genes, el proceso suele tener lugar dentro de las bacterias. Para obtener el gen que se va a clonar en la bacteria, es necesario un vector. Un plásmido es lo que se utiliza como vector, ya que puede pasar fácilmente de una célula a otra.
Hay una serie de pasos involucrados en la clonación de genes antes de insertar un plásmido en una célula huésped. En primer lugar, se debe aislar el gen que se va a copiar, al igual que los plásmidos que se van a utilizar como vectores. Una vez hecho esto, el gen debe insertarse en el ADN plasmídico. Luego, el plásmido se inserta en la célula huésped bacteriana para su replicación.
Para aislar plásmidos de células bacterianas, las células deben tratarse inicialmente con enzimas para romper las paredes celulares de las bacterias. El ADN cromosómico más grande se separa de los plásmidos más pequeños utilizando una centrífuga. El ADN plasmídico aislado ahora está listo para que se le inserte el gen.
Los plásmidos están formados por un círculo de ADN de doble hebra. Para insertar el gen deseado, el ADN plasmídico se corta con enzimas de restricción. Estas enzimas solo cortan el ADN en secuencias de nucleótidos muy específicas. Una vez que se ha cortado el ADN del plásmido, se agregan secuencias enlazadoras a los extremos sueltos que se correlacionan con los extremos del gen que se va a insertar. Esto asegura que el gen encaje con precisión en el plásmido.
Una vez que el gen se ha insertado en el plásmido, ahora está listo para insertarse en una bacteria viva. Las bacterias replican sus plásmidos para que una sola célula pueda contener muchas copias. Puede haber hasta 200 copias de un solo plásmido dentro de una bacteria. Si el plásmido se introduce en muchas células bacterianas, se pueden producir muchas copias del gen con relativa rapidez, en particular porque las células bacterianas se replican aproximadamente cada 20 minutos.
Este es el proceso que se utiliza para crear insulina humana. El gen que codifica la insulina se aisló y se insertó en un plásmido. Luego, todos los plásmidos que contienen el gen de la insulina se introdujeron en una bacteria, donde se replicaron. Luego, las bacterias continuaron replicándose, de modo que se pueden crear muchos millones de células que contienen el gen de la insulina en muy poco tiempo. Este gen clonado ahora proporciona una fuente confiable de insulina humana.